Вулканизм определяется как комплекс процессов, связанных с поступлением продуктов магматической деятельности на поверхность и в атмосферу Земли. Продукты вулканической деятельности разнообразны. К их числу относятся:
1. Лава – магматический расплав, излившийся на поверхность и потерявший газы.
2. Твёрдые продукты извержений – вулканический пепел, вулканический песок, лапилли, вулканические бомбы и глыбы, различающиеся между собой размером обломочных частиц. Они также в основном являются производными магмы, но не излившейся, а застывшей в жерле вулкана. Образуются эти обломки и выбрасываются на поверхность при извержениях эксплозивного (взрывного) типа, когда лавовая «пробка» разрушается под давлением скопившихся газов. Иногда твёрдые продукты являются производными не до конца застывшего расплава. Они выбрасываются при извержении в виде сгустков очень вязкой лавы, и окончательно застывают уже в полёте или на поверхности.
3. Вулканические газы – производные флюидной фазы магматических расплавов, отделяющиеся от них в процессе вулканической деятельности. Ведущий среди них компонент – водяной пар. Его доля среди газообразных продуктов извержений обычно составляет от 50 до 90%. Важную роль могут играть CO2 (углекислый газ), SO2 (сернистый газ), F, Cl, N, H2S (сероводород); встречаются CO (угарный газ), CH4 (метан) и другие газы. Струи газовых эманаций, возникающие в процессе вулканической деятельности, называются фумаролами (от латинского fumus – дым). Выделяются различные типы фумарол, отличающиеся друг от друга температурой и набором компонентов:
- сухие фумаролы – наиболее высокотемпературные (>500ºС) эманации, почти не содержащие водяных паров;
- сольфатары – среднетемпературные (от 100º до 300ºС) фумаролы, в которых существенную роль играют сернистые соединения;
- аммиачные фумаролы – с высокими содержаниями углекислого аммония; для них типичны температуры порядка 100ºС;
- мофетты – низкотемпературные (менее 100ºС) фумаролы, в составе которых доминируют углекислый газ и водяной пар.
4. Термальные воды – продукт конденсации отделяющихся от магмы водяных паров. Нередко термальные воды вулканического происхождения могут быть высоко минерализованными, содержать большое количество растворённых газов. В целом они чрезвычайно разнообразны по температуре (может достигать точки кипения), степени минерализации и составу растворённых компонентов. Изливаясь на поверхность, они образуют термальные источники (спокойно изливающиеся) и гейзеры. Гейзерами называют фонтанирующие источники, в которых горячая вода выбрасывается под давлением скапливающегося внизу пара. Вулканические термальные воды могут использоваться в качестве лечебных, а также как источник тепловой энергии.
Если поднимающиеся к поверхности вулканические газы проникают в рыхлые осадки, конденсация водяных паров может привести к насыщению их водой. Образуется полужидкая грязевая масса, которая может под действием газов выдавливаться на поверхность. Так появляются грязевые вулканы. Следует иметь в виду, что грязевые вулканы могут возникнуть и вне связи с обычным вулканизмом, если смешиваются подземные воды и поступающие с глубины под давлением газы не вулканического происхождения (например, нефтяные).
Главной стадией любого вулканического процесса является вулканическое извержение – вынос на поверхность лавы и твёрдых, и одновременно значительной доли других продуктов вулканической деятельности. Механизм извержений бывает различным:
- эффузивный механизм заключается в спокойном излиянии достаточно жидкой лавы на поверхность;
- экструзивный – медленное «выдавливание» очень вязкого расплава из жерла вулкана;
- эксплозивный – извержение взрывного характера, в ходе которого «пробка» из застывающей или уже застывшей лавы выбрасывается давлением скопившихся под ней вулканических газов; иногда при эксплозивных извержениях возникают «палящие тучи» – выбросы раскалённых вулканических газов, насыщенных пепловыми частицами, которые потоками скатываются по склонам вулканов.
Механизм извержений зависит от состава магматических расплавов и содержания газовой фазы. Для лав основного состава характерна низкая вязкость, и они, как правило, изливаются на поверхность спокойно. Кислые лавы имеют наиболее высокую вязкость, и для их извержения более характерны экструзивный или эксплозивный механизмы. Переход экструзивного извержения в эксплозивное возможен в случае наличия достаточного количества скапливающихся вулканических газов.